数字孪生成为关键之匙，Azure 数字孪生敲开微软工业元宇宙大门

微软Azure 数字孪生服务（Azure Digital Twins）

近日，微软工业元宇宙解决方案首次亮相，包括从物联网、边缘计算、数字孪生、智能技术，到开发工具、HoloLens全息眼镜和Teams应用，微软构建与物理世界平行的全息工业数字世界，为用户提供从仿真扩展到决策与运营价值。其中，微软Azure 数字孪生服务（Azure Digital Twins）作为微软工业元宇宙解决方案的核心组件，已于2022年3月起面向中国市场提供内测，成为激活并构建工业元宇宙应用场景和商业价值的关键。

硬核技术组合拳，构建起与工业元宇宙沟通的“通用语言”

在工业制造业领域，元宇宙与数字孪生、智能技术相结合，已经在模拟仿真、预测性维护、自动化运行等方面，展现出了巨大的潜力。以Azure 数字孪生服务为核心，微软将现实工业物理世界与数字工业世界连接在一起，创建工厂楼宇整体数字孪生图模型，依托物联网平台将工业制造业中的人、物、场、流程等关键要素数字化，实时感知、分析、执行、调整各个要素的工作状态，并真正构建起元宇宙与现实世界的通用语言。

Azure 数字孪生服务，结合了微软在云计算、物联网、数据建模、数据智能、混合现实等创新技术，是微软在数字孪生领域经过长时间技术沉淀和实践验证的端到端就绪的 PaaS 服务平台。Azure数字孪生服务囊括几项核心技术：空间智能图谱技术，可将一个物理环境中的人、设备和场所等之间的关系，映射到一个虚拟数字模型中，让企业建立起对这个空间中所有关系的洞察，从而得出能耗优化、空间利用率提升、改善用户体验等方案，该技术涉及到知识图谱技术；数字孪生对象建模，提供预置的数据模式和设备通信协议，可以很方便地建立物理设备的数字孪生模型及模型之间的拓扑关系，该建模技术也可应用到整座城市的建模；高级计算能力，通过定义函数建立物理物体与数字孪生体之间的互动方式，例如当在一个会议室打开PPT的时候自动降下窗帘和调暗室内灯光；提供开放建模语言Digital Twin Definition Language（数字孪生定义语言），基于JSON-LD标准语言，可帮助开发者轻松接入和集成Azure平台服务和外部第三方应用；广泛的API等等。

借助这些核心技术，Azure 数字孪生服务得以实现物理世界与现实世界的交互。首先，在 Azure 数字孪生服务的输入环节中（INPUT），用户可借助微软在物联网领域的强大技术实力，实现物理环境中的人、机、物的互联，包括通过使用微软 Azure 以合规性、安全性和隐私优势构建企业级物联网连接解决方案，并通过与 Azure IoT Hub 集成，以高水平的安全性和可伸缩性监控、管理和更新物联网设备；其次，在实时执行环境中（LIVE EXECUTION ENVIRONMENT），用户可通过微软提供的开放数字孪生建模语言（Digital Twins Definition Language），定义和创建任何领域的反映其现实环境的数字孪生自定义域模型，并根据模型的定义在数字孪生服务中创建模型的实体，构建出反映现实世界的数字孪生图谱；最后，在 Azure 数字孪生服务的输出环节（OUTPUT），用户也可以通过使用Azure提供的创新技术，从而获得更加全面、多维度的产品数据，让制造企业实现更大的洞察力和分析能力，由此指导相应的业务决策。

专注现在、总结过去、预测未来，端到端就绪的数字孪生 PaaS 服务

工业互联网和企业智能制造等领域中，优化整个制造价值链和创新产品的关键技术之一便是数字孪生，可以帮助物理资产实现从“隐”到“显”、从“虚”到“实”，让企业有机会看清物理资产现在正在或者未来可能发生的情况，并专注现在、总结过去以及对未来进行有效监测和预测分析。例如， Azure数字孪生服务可帮助在产品发布之前测试可行性；监控和分析成品，改进车间性能；又或者帮助制造商预测机器的潜在停机时间，减少非增值维护活动时间以提高生产效率。

Azure数字孪生服务与微软智能云Azure PaaS服务相结合，提供了贯穿物联网、边缘计算、数据模型、业务应用、决策洞察的全套云端服务和解决方案，能够帮助制造企业快速构建起覆盖工厂车间、业务流程、供应链乃至零售渠道的数字孪生模型，对生产销售的各个环节进行模拟分析、监控管理，甚至是预测未来，从而动态调整供应链与生产计划。其中包括基于Azure Machine Learning服务的机器学习、智能技术和仿真，基于Azure Synapse无限数据分析的商业智能，基于Time Series Insights时序洞察服务的运营分析，基于Event Hubs、Event Grid、Service Bus和Azure Functions等事件与函数服务的事件驱动响应与转型，基于Data Lake、Azure Storage、Azure SQL和Cosmos DB等数据服务的数据存储与供应，以及为应用提供工作流集成、告警和通知等。

技术的可扩展性、可靠性、安全性和广泛的市场可用性，对于工业制造企业来说极为重要。Azure数字孪生服务作为可信赖的企业级平台，通过 Azure Active Directory、Azure Key Vault、Azure IoT Hub，以及Device Provisioning Service（Azure IoT 中心设备预配服务）、Azure Sphere、Azure Defender for IoT、Azure Sentinel 等技术和服务，从芯片到云端提供了市场上最丰富的安全功能组合之一，为工业元宇宙落地保驾护航。

值得一提的是，Azure 数字孪生还拥有端到端、拿来即用、所建即所得三个方面的独特优势。它不仅是业界首个端到端就绪的数字孪生服务，更是业界率先实现落地的数字孪生服务。与此同时，Azure 数字孪生也是 PaaS 平台型服务，用户可以“拿来即用”，将更多的时间专注于业务的创新上，在提升效率的同时实现整体 TCO 成本的降低。Azure 数字孪生除了为开发者提供建模语言和数字孪生图谱等服务，也帮助用户能够“所建即所得”，发挥数字孪生所带来的最大化价值。

安全、可靠、开放的生态，满足制造业创新业务多种场景

借助Azure数字孪生提供的技术能力，企业将在工业元宇宙中探索更多数字化业务创新。更为重要的是，微软独有的“云+端”交互新体验，也为世界各地的制造业企业客户和合作伙伴整合和简化物理世界管理，为加速数字化转型构筑了坚实的基础。

作为韩国领先的风电场制造和建设企业斗山重工，在迈向可再生能源生产之旅过程中，将微软Azure数字孪生服务融入其风电场开发，创建现有风电场的数字孪生，将实时物联网数据、其他风电场和天气数据以及基于物理和机器学习模型相结合，以准确预测风电场中每个涡轮发电机的发电量。最终实现运营和维护成本降低15%，为其能源业务带来了新的机遇。

对于某世界五百强酿酒企业来说，数字孪生为其提供了数字化转型的创新思路与技术。借助 Azure 数字孪生服务，该企业构建了啤酒厂和供应链的数字模型，提升工厂机器和设备生产效率，改善了质量管理，使酿酒师能够酿造出高质量啤酒，并使一线操作员能够远程监控质量和可追溯性数据，实现业务可持续发展。

某全球大型国际快消巨头与微软建立了长期数字化转型战略关系。微软为该企业搭建了智能制造数字孪生平台，将机器学习技术融入数字孪生中，利用大量真实生产数据来建立产线模型，再通过物联网、边缘计算和云计算的结合找到生产线的优化点，从而大幅提高生产效率、减少人工与材料浪费。该企业目前正在全球范围内推广此数字化工厂解决方案。

作为宝洁公司 (P&G) 首选的云提供商，微软与宝洁一起，基于数据智能、边缘计算、数字孪生技术构建智能制造的未来，实现可扩展的预测性质量控制、预测性维护、无接触式操作以及可持续性优化等。双方的合作将更好利用数字孪生技术构建工业元宇宙创新场景，优化生产环境并提质增效。

以Azure数字孪生服务为基础的微软工业元宇宙解决方案，并非具有单一的数字孪生技术服务能力，而是一个能够与各种数字化平台技术集成，构建跨行业、且端到端就绪的数字孪生解决方案的开放平台服务，其开放的数字孪生服务将为更多行业转型升级提供支持，点亮属于数字化转型时代的元宇宙星辰。